李宏軍，楊佳棟

(1.承德市水利水電勘測設計院，河北 承德 067000;2.承德市武烈河河道與橡膠壩管理處，河北 承德 067000)

城市河流生態(tài)景觀工程是在河流治理工程中除了完善防洪、排澇、航運和供水等傳統(tǒng)水利功能以外，還力圖完善河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，使河流更接近自然狀態(tài)，發(fā)掘河流的人文歷史精神，創(chuàng)造良好人居環(huán)境的工程。在城市河流生態(tài)景觀工程中以橡膠壩的水利功能作為城市河流生態(tài)修復的基礎，利用其美學特點來體現(xiàn)河流生態(tài)景觀中建筑景觀美學的自然規(guī)律，橡膠壩利用自然而不破壞自然，合理布局營造不同的河流文化，體現(xiàn)了科學與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 橡膠壩與河流的生態(tài)景觀設計理念

人們在長期治理城市河流的過程中，對其進行了大規(guī)模的人工改造，使其自然形態(tài)發(fā)生了巨大的變化。面對城市河流長期被“人工化”的弊端，在城市河流生態(tài)修復規(guī)劃設計中傾向于河流“自然化”的設計理念，力圖恢復河流自然生態(tài)面貌。橡膠壩作為新型的低水頭水工建筑物，將膠布按要求的尺寸錨固于底板上成封閉狀，用水(或氣)充脹形成擋水壩，采用充排水系統(tǒng)調(diào)節(jié)壩高。橡膠壩的設計和運用解決了城市發(fā)展與河流生態(tài)系統(tǒng)修復之間的矛盾。我國城市河流生態(tài)景觀規(guī)劃設計中橡膠壩的選型多為充水式橡膠壩，通過調(diào)節(jié)壩高來平衡河流的水資源需求，以恢復河流的自然生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。橡膠壩以其自身的建筑美學特點、靈活多樣的建筑形式，與河流及城市建筑相融合，不但豐富了河流景觀美感，而且創(chuàng)造了自然和諧的城市宜居空間。

2 生態(tài)修復與城市功能需求綜合設計

城市河流生態(tài)修復建設是一項綜合性工程。通過河流生態(tài)修復與城市功能需求的綜合設計，來保障河流生態(tài)系統(tǒng)修復的可持續(xù)性與城市發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。利用橡膠壩的水利功能特點，結(jié)合河流防洪、河道整治、水污染控制和用水環(huán)境建設、旅游資源開發(fā)等，使工程既具有社會經(jīng)濟效益也具有健全的生態(tài)服務功能。

2.1 河流生態(tài)修復與行洪能力綜合設計

城市發(fā)展過程中，由于城區(qū)集中開發(fā)建設與城市河流生態(tài)治理不能夠同步進行，城市河流生態(tài)環(huán)境修復相對滯后，河道行洪斷面被侵占嚴重，城區(qū)的防洪系統(tǒng)遭到破壞，河道的行洪能力降低，城市河流生態(tài)修復在生態(tài)蓄水和泄洪之間存在矛盾。橡膠壩的壩高可調(diào)節(jié)解決了城市河流蓄水與泄洪的問題，利用橡膠壩與庫區(qū)復合型護岸的綜合設計，可以增大河流的行洪空間、提高河流的行洪能力。梯級橡膠壩可以臨時攔蓄洪水，有序調(diào)節(jié)洪峰流量，為河流下游的度汛搶險提供時間保障。

2.2 河流生態(tài)修復與污水控制綜合設計

城市河流生態(tài)修復設計中，城市污水控制是水生態(tài)治理的重要部分。徹底解決城市生產(chǎn)、生活污水的亂排亂放，遏制上游水土流失帶來的大量泥沙，改善河流資源型、工程型、水質(zhì)型的缺水狀況，對保持河流生態(tài)修復的可持續(xù)發(fā)展意義重大。在建設橡膠壩的同時在河道兩岸布置管涵與城市污水管網(wǎng)相連接，將污水輸送至下游污水處理廠進行凈化處理，然后再通過管線回灌蓄水池，用于景觀水源和綠化灌溉等。對于上游水流攜帶的泥沙，除利用河流自然的彎道橫向環(huán)流作用外，通過調(diào)節(jié)橡膠壩壩高，利用壩體溢流將河流泥沙自然分級，采用復式河槽按清水、渾水分流下泄。

2.3 河流生態(tài)修復與用水環(huán)境綜合設計

城市河流的用水環(huán)境包括城市發(fā)展用水環(huán)境和河流本身的生態(tài)用水環(huán)境，在河流生態(tài)修復中結(jié)合城市發(fā)展需要，利用橡膠壩蓄水將城市用水水源地與城市供水管網(wǎng)相連接，在修復河流生態(tài)的同時，改善河流的水質(zhì)，保障城市居民生活用水來源。橡膠壩的地下水回灌功能可以抬高城市地下水位，減少河流的自然入滲，提高河流之間的水系流通。通過水系間的用水調(diào)節(jié)激活城市水系的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，加大河流內(nèi)生物和植物的棲息空間，有利于食物鏈的修復，使河流具備良好的生態(tài)修復基礎。梯級橡膠壩的規(guī)劃，可以形成城市水景觀長廊，提升城市品味，帶動河流沿岸房地產(chǎn)和商業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展，給城市居民提供舒適的親水休閑環(huán)境。

3 橡膠壩與河流生態(tài)修復關(guān)聯(lián)設計

3.1 壩高與城市河流生態(tài)護岸設計

橡膠壩壩高是壩基段結(jié)構(gòu)設計一個重要組成部分，在河流生態(tài)景觀規(guī)劃中壩袋設計充脹高度應在滿足城市發(fā)展與河流生態(tài)用水的前提下，兼顧庫區(qū)生態(tài)護岸結(jié)構(gòu)進行綜合設計，力求最大限度展現(xiàn)城市河流的自然面貌。

河道生態(tài)護岸的行洪及蓄水規(guī)劃應結(jié)合壩體正常蓄水位和壅水高度，以及壩體塌落時最大下泄流量進行綜合設計。在滿足城市防洪及蓄水功能需求的同時，對城市河流原保留高大、直立堤壩超出堤壩安全超高的部分進行合理拆除;規(guī)劃設計復合型護岸結(jié)構(gòu)，可以增加河流的占地空間，增強河流的側(cè)向流通，擴大河道行洪斷面，有利于超標洪水下泄，還能夠?qū)⒑拥纼砂兜淖匀凰坝^較直接納入人的視野之中。

城市河流護岸設計應以壩高為基準進行復合型結(jié)構(gòu)的設計，臨水護岸頂高程以超出橡膠壩壩高30～50cm為宜，有利于近水甬道、親水梯臺、碼頭等附屬工程的具體布置實施，可以拉近人與水的距離，營造出親水近水的良好水生態(tài)環(huán)境。

3.2 壩長與河流橫斷面多樣性設計

城市河流生態(tài)修復的規(guī)劃設計中，以保留和修復河道的蜿蜒性為原則，使河道橫斷面(包括其形態(tài)和幾何尺寸)呈現(xiàn)出多樣和不同程度的不對稱。在解決河流水文地貌不被再次破壞和生態(tài)型缺水的問題上，水工建筑物的選型存在不同程度的局限性，實踐證明:橡膠壩與其他水工建筑物相比，從經(jīng)濟性、結(jié)構(gòu)合理性、布局靈活性等方面具備優(yōu)先條件。

橡膠壩壩長可根據(jù)所規(guī)劃設計的河道橫斷面的平面形態(tài)、功能需要進行靈活布置，針對不同斷面的河道進行多跨或單跨布置，壩袋與岸墻可布置成與河床斷面一致的斜坡式連接，也可采用適用性河床的堵頭式布置，塌壩時即可恢復原有河道斷面形式。

城市發(fā)展的諸多因素導致城市河流橫斷面被人為束窄現(xiàn)象嚴重。在河流橫斷面不能滿足蓄水和泄洪功能時，利用壩長可分段的特點，橡膠壩壩底板采取深淺槽的布置形式進行多級河道設計，在泄洪時可以增大河道的過洪空間，還可以有效減少對河床的淤積。

3.3 橡膠壩在城市河流中梯級規(guī)劃

橡膠壩的梯級設計主要適用于城市中用于生態(tài)景觀建設的河道，不需要加高兩岸堤防，汛期坍壩后不占用河道行洪斷面。橡膠壩規(guī)劃沿城市河道自上而下布置，合理利用河床天然縱斷面確定相鄰兩道壩之間的距離:兩壩間距離過大，由于橡膠壩壩高受限(一般設計在5m以下)，不能夠形成梯級的連續(xù)水面，造成河流生態(tài)修復缺陷;兩壩間距離過小，就會破壞河道天然縱斷面的地貌特征，影響河流的整體景觀布局。為保持梯級橡膠壩的連續(xù)水面，下游壩體頂高程應高于上游橡膠壩壩底板約30～50cm。梯級橡膠壩的設計增強了河流水系的連通，恢復了河流的生態(tài)功能，形成了連續(xù)的水景觀格局。

4 橡膠壩與城市河流親水景觀設計

城市河流既具有河流的一般性，又具有其特殊性，包括河流的高度人工化和滿足城市居民休閑需求兩方面。在橡膠壩與城市河流生態(tài)景觀設計中，對于前者利用橡膠壩的靈活、實用的特點，以“自然化”的設計理念為指導進行河流生態(tài)修復與城市發(fā)展規(guī)劃的綜合設計;對于后者則應在恢復河流自然面貌的基礎上，利用橡膠壩的美觀、新穎的特點輔以人文、美學因素來實現(xiàn)。

4.1 橡膠壩遵循美是和諧的規(guī)律

橡膠壩在城市河道上的應用，除滿足功能需求以外，還遵循了建筑美學的一般規(guī)律，使體形、色彩、質(zhì)地這三大因素相容與協(xié)調(diào)，各因素的有機配合創(chuàng)造出橡膠壩自身的美，遵循了美是和諧這一規(guī)律。

我國橡膠壩多采用以水為充脹介質(zhì)進行壩袋的起落，從建筑美學的視角去分析，壩體以水擋水，將建筑物作為河流的一部分，與河流融為一體。壩體質(zhì)地柔軟，順應河流的自然流態(tài)，充分詮釋了橡膠壩的順從、包容、與水友好相處的特性。充水式橡膠壩壩體外形呈近似橢圓狀流線型，壩頂溢流時袋形比較穩(wěn)定，振動小，過水均勻，對下游河床沖刷較小。水流自然從壩頂下泄，形成平滑、柔順的曲線，水流下泄過程從靜至動給人們以聽覺的沖擊，讓人們能夠直接感受到水的韻律和節(jié)奏。

橡膠壩壩袋是用高強度合成纖維織物作袋型，內(nèi)外涂敷橡膠作保護層而成。隨著我國合成橡膠工業(yè)及助劑工業(yè)的發(fā)展，壩袋制造在壩袋膠布的外層膠上，再貼上一層以氯磺化聚乙烯為主的彩色保護膠膜，壩袋的著色性能、抗老化及耐久性得到了很大提高，從而實現(xiàn)了色彩多變。利用彩色壩袋與城市河流周圍的景觀相融合，通過水、壩及城市建筑之間的色彩協(xié)調(diào)搭配和色調(diào)的對比給人們以視覺的享受，描繪出以水面為主體、壩體為點綴、沿河綠色為襯托的清新畫卷。

4.2 橡膠壩與河流景觀相互協(xié)調(diào)

在城市河流景觀建設中，橡膠壩布局應與河流景觀相互協(xié)調(diào)設計，以體現(xiàn)河流的自然美學價值和城市水景觀的美學效果。

橡膠壩蓄水寬度(壩長)應與其高度、河道寬度比例相適應，能夠滿足其運行功能、結(jié)構(gòu)強度和美學要求。充水式橡膠壩單跨過長，給人視覺上單調(diào)、低沉之感，分段太多又有割裂繁瑣之感，河道寬度大于80m應分段，段長不宜小于40m。

城市河流景觀設計中，利用橡膠壩的靈活性，以河流兩岸的城市總體建筑基調(diào)為基礎，構(gòu)造不同風格的水景觀。在河流的兩河匯流下游合理布置，可以營造出水面寬闊的湖面景觀。利用河道的自然坡降，在落差較大的河段上游布置，可以營造出飛珠濺玉的獨特瀑布景觀。橡膠壩的布置應遠離跨河建筑物或沿岸高大標志性建筑物，以保持其形成的水面在人們的視野范圍內(nèi)的連續(xù)性，使得建筑美與水面互相襯托，構(gòu)成一種城中有水，水中有景的美學效果。

城市河流景觀設計中，應充分利用橡膠壩的結(jié)構(gòu)布置，從空間上營造立體的文化、景觀氛圍。依托周圍建筑物的基本色調(diào)和歷史文化特點，以橡膠壩為載體發(fā)掘河流文化，傳承城市歷史。在設計中可以利用橡膠壩中、邊墩設計不同的文化小品，管理房設計應與城市建筑文化相協(xié)調(diào)，利于城市與河流的聯(lián)系，實現(xiàn)河流文化與建筑美學價值的和諧統(tǒng)一。

5 結(jié)語

橡膠壩與城市河流生態(tài)景觀設計的結(jié)合適合河流生態(tài)景觀建設的設計理念。用橡膠壩蓄水來協(xié)調(diào)河流生態(tài)修復和城市發(fā)展功能所需，以橡膠壩的美學價值營造出多樣的城市水景觀格局，發(fā)掘和傳承不同河流歷史文化，在城市河流生態(tài)景觀工程中得到了廣泛的應用。橡膠壩還存在壩體薄弱、易損壞，壩袋老化速度快、需定期更換，彩色壩袋掉色等缺點，制造堅固、耐久、色彩持久的壩袋應是以后橡膠壩技術(shù)研究的發(fā)展方向?！?/p>

1 董哲仁，孫東亞，等.生態(tài)水利工程原理與技術(shù)［M］.北京:中國水利水電出版社，2007.

2 高本虎.橡膠壩工程技術(shù)指南［M］.第二版.北京:中國水利水電出版社，2006.

3 關(guān)德斌.橡膠壩在現(xiàn)代城市建設中的美學作用［J］.水利水電技術(shù)，2011，02.